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Dispositivos logicos programables
1)Standard chips:
a)funciones concretas;b)su funcionalidad no puede modificarse;c)normalmente compuestos por cantidad pequeña transistores;d)inadecuados para desarrollo placas circuito impreso
2)Dispositivos logicos programables
a)circuiteria configurable por el usuario;b)interruptores proramables;c)programables mas d una vez;d)todo tipo de tamaños para distintos diseños
3)Custom-designed chips:
Plds q ocupan demasiado espacio y tienen limites de velocidad o no son aptos para el diseño deseado o superan los costos previstos, entonces se hace un procedimiento diferente (custom o semi-custom desing):
se diseña la circuiteria, se elige la tecnologia,el chip lo implementa una empresa dedicada a la fabricacion d chips
b)ASICs:application-specifics integrates circuits
c)cada unidad mucho mas cara pero en grandes cantidades su precio disminuye; d)supone reduccion del espaio necesario para la circuiteria en una placa d circuito impreso=>reduce costes; e)tiempo necesario para obtener chips:meses; f)memorias y microprocesadores.
Dispositivos logicos programables(PLDs):
Matrices programables: red de conductores distribuidos en filas y columnas con un "fusible" en cada punto de insercion.
Tres tecnicas para guardar la informacion:
?Celulas PROM:son circuitos fabricados con tecnologia bipolar o CMOS y q solamente se pueden programar una unica vez.
?Celulas EPROM o EEPROM:son circuitos realizados con transistores de puerta flotante en tecnologia ECMOS o E2CMOS,borrables por radiaciones ultravioletas o por impulsos electricos respectivamente.
?Celulas SRAM: son circuitos formados por memorias RAM estaticas ,volatiles y por lo tanto reprogramables directamente en el circuito(In Circuit).
Clasificacion de los PLDs segun su arquitectura.
1ºEstructura PROM:Programmable Read Only Memory
Matriz AND fija seguida de una matriz OR progrmable. La matriz programable esta formada por lineas distribuidas en filas y columnas donde los puntos de cruce estan unidos por medio de una celda de programacion. La ventaja de la estructura PROM es que decodifica cada cobinacion de entrada. Si se tienen n entradas se necesita un decodificador 2n lo que hace inviable su uso para un numero grande de entradas.
2ºEstructura PLA:Programable Logic Array
Dos matrices de puertas AND y OR ambas programables
Esta estructura permite un incrmento del numero de entradas sin aumentar el tamaño de la matriz AND. Mayor dificultad en su programacion al tener ambas matrics programables. Mayor aprovechamiento de los recursos disponibles.Si alguno de los productos programados para una salida es comun a otra se puede reutilzar de nuevo. Desventaja:al tener mayor numero de conexiones programables se necesita mayor tiempo de propagacion de las señales a traves de ella. Tambien se denomina FPLA.
3ºEstructura PAL:Programable Array Logic
Dos matrices de puertas AND y OR unicamente programable la matriz AND. Facilidad de programacion, ya q tiene una sola matriz programable.Desventaja: si hay varias salidas con productos comunes tienen q programarse tantas veces como sea necesario lo cual implica un uso ineficiente de la estructura logica.Facilidad de propagacion, reducido coste y mayor velocidad de propagacion=>la estructura PAL se ha convertido en una estructua muy utilizada como matriz logica basica de los circuitos programables. Las PAL utilizan tecnologia bipolar(TTL o ECL).
4ºEstructura GAL: evolucion de las PAL
Incluyen una salida logica programable y posibilidad de reprogramación ya q se usa tecnología E2CMOS.
5ºEstructura FPGA: Field-Programable Gate Array
Para la programacion de grandes circuitos. Estructura diferente, no dispone de matrices AND/OR. Bloques logicos configurables
Procedimiento de diseño:
El diseño de un circuito programable por el usuario requiere cuatro fases:
1º Diseño logico: tabla de verdad,expresión logica, karnaught, esquema grafico
2º Compilación
3º Simulación
4º Programacion
1)Standard chips:
a)funciones concretas;b)su funcionalidad no puede modificarse;c)normalmente compuestos por cantidad pequeña transistores;d)inadecuados para desarrollo placas circuito impreso
2)Dispositivos logicos programables
a)circuiteria configurable por el usuario;b)interruptores proramables;c)programables mas d una vez;d)todo tipo de tamaños para distintos diseños
3)Custom-designed chips:
Plds q ocupan demasiado espacio y tienen limites de velocidad o no son aptos para el diseño deseado o superan los costos previstos, entonces se hace un procedimiento diferente (custom o semi-custom desing):
se diseña la circuiteria, se elige la tecnologia,el chip lo implementa una empresa dedicada a la fabricacion d chips
b)ASICs:application-specifics integrates circuits
c)cada unidad mucho mas cara pero en grandes cantidades su precio disminuye; d)supone reduccion del espaio necesario para la circuiteria en una placa d circuito impreso=>reduce costes; e)tiempo necesario para obtener chips:meses; f)memorias y microprocesadores.
Dispositivos logicos programables(PLDs):
Matrices programables: red de conductores distribuidos en filas y columnas con un "fusible" en cada punto de insercion.
Tres tecnicas para guardar la informacion:
?Celulas PROM:son circuitos fabricados con tecnologia bipolar o CMOS y q solamente se pueden programar una unica vez.
?Celulas EPROM o EEPROM:son circuitos realizados con transistores de puerta flotante en tecnologia ECMOS o E2CMOS,borrables por radiaciones ultravioletas o por impulsos electricos respectivamente.
?Celulas SRAM: son circuitos formados por memorias RAM estaticas ,volatiles y por lo tanto reprogramables directamente en el circuito(In Circuit).
Clasificacion de los PLDs segun su arquitectura.
1ºEstructura PROM:Programmable Read Only Memory
Matriz AND fija seguida de una matriz OR progrmable. La matriz programable esta formada por lineas distribuidas en filas y columnas donde los puntos de cruce estan unidos por medio de una celda de programacion. La ventaja de la estructura PROM es que decodifica cada cobinacion de entrada. Si se tienen n entradas se necesita un decodificador 2n lo que hace inviable su uso para un numero grande de entradas.
2ºEstructura PLA:Programable Logic Array
Dos matrices de puertas AND y OR ambas programables
Esta estructura permite un incrmento del numero de entradas sin aumentar el tamaño de la matriz AND. Mayor dificultad en su programacion al tener ambas matrics programables. Mayor aprovechamiento de los recursos disponibles.Si alguno de los productos programados para una salida es comun a otra se puede reutilzar de nuevo. Desventaja:al tener mayor numero de conexiones programables se necesita mayor tiempo de propagacion de las señales a traves de ella. Tambien se denomina FPLA.
3ºEstructura PAL:Programable Array Logic
Dos matrices de puertas AND y OR unicamente programable la matriz AND. Facilidad de programacion, ya q tiene una sola matriz programable.Desventaja: si hay varias salidas con productos comunes tienen q programarse tantas veces como sea necesario lo cual implica un uso ineficiente de la estructura logica.Facilidad de propagacion, reducido coste y mayor velocidad de propagacion=>la estructura PAL se ha convertido en una estructua muy utilizada como matriz logica basica de los circuitos programables. Las PAL utilizan tecnologia bipolar(TTL o ECL).
4ºEstructura GAL: evolucion de las PAL
Incluyen una salida logica programable y posibilidad de reprogramación ya q se usa tecnología E2CMOS.
5ºEstructura FPGA: Field-Programable Gate Array
Para la programacion de grandes circuitos. Estructura diferente, no dispone de matrices AND/OR. Bloques logicos configurables
Procedimiento de diseño:
El diseño de un circuito programable por el usuario requiere cuatro fases:
1º Diseño logico: tabla de verdad,expresión logica, karnaught, esquema grafico
2º Compilación
3º Simulación
4º Programacion